Estadística Aplicada a la Empresa I

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Estadı́stica Aplicada a la Empresa I
José G. Clavel y Maite Dı́az1
1 Departamento
de Métodos Cuantitativos. Universidad de Murcia
22 de septiembre de 2009
José G. Clavel y Maite Dı́az
Estadı́stica Aplicada I. Curso 2009-2010
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José Joaquı́n Garcı́a Clavel:
Tutorı́as:
Ma: 09:30 11:30; Mi: 09:30 12:30; Ju: 10:30 11:30
Despacho C5/10;
Correo-e: jjgarvel@um.es;
Teléfono: (868)363757
Maite Dı́az Delfa:
Tutorı́as:
Despacho C3/02;
Correo-e: mdd@um.es;
Teléfono: (868)363796
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Newbold y otros (2008): Estadı́stica para administración y
economı́a. Ed. Pearson
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Teorı́a y problemas:
Casas, J.M. (2005): Estadı́stica Empresarial. Ramón Areces.
Martı́n-Pliego, F.J. y Ruiz-Maya, L. (2005): Fundamentos de
Probabilidad. Thomson
Aranda Gallego, J. y Gómez, J. (1996): Fundamentos de
Estadı́stica. Diego Marı́n.
Mood, A., Graybill F. y Boes,D. (1974): Introduction to the
theory of Statistics. McGraw-Hill.
Sólo problemas:
Fernández-Abascal, H., Guijarro, M., y otros. (1995): Ejercicios
de Cálculo de probabilidades. Ariel.
Martı́n-Pliego F.J., Montero Lorenzo, J.M. y Ruiz-Maya,L.
(2006): Problemas de probabilidad. Editorial AC.
Peralta Astudillo, M.J., Rúa Vieytes, A. y otros (2000):
Estadı́stica: problemas resueltos. Pirámide.
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Tema 1: Probabilidad
Tema 2: Variable Aleatoria, Función Acumulada de
Distribución y Esperanza:
Tema 3: Modelos de Variables Aleatorias
Tema 4: Distribución Conjunta y Distribución Condicional.
Independencia Estadı́stica.
Tema 5: Sucesiones de Variables Aleatorias
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José G. Clavel y Maite Dı́az
Estadı́stica Aplicada I. Curso 2009-2010
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción.
1.2. Dos conceptos:
a) espacio muestral, Ω
b) suceso ωi
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad:
a) probabilidad a priori o clásica
b) probabilidad a posteriori o frequentista
c) probabilidad axiomática
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
José G. Clavel y Maite Dı́az
Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
1.2. Dos conceptos
Experimento Aleatorio.
resultado de un experimento aleatorio
Espacio Muestral Ω
Suceso ωi
tipos de sucesos: suceso elemental; suceso compuesto; suceso
seguro; suceso imposible
- Ejemplo: Un experimento consiste en tirar 2 dados de 4
caras...
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Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Ejemplos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
Algunas definiciones:
subconjunto, conjuntos iguales, conjunto vacı́o,
conjuntos complementarios, conjuntos mutuamente
excluyentes, conjuntos colectivamente exhaustivos
Algunas operaciones:
conjunto unión,
conjunto intersección,
conjunto diferencia
Algunas propiedades
- Ejemplo: Sea una baraja española de 48 cartas...
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Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Ejemplos
Ejemplo 1
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Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Ejemplos
Ejemplo 2
José G. Clavel y Maite Dı́az
Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Ejemplos
Ejemplo 3
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Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Ejemplos
Ejemplo 4
José G. Clavel y Maite Dı́az
Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Definición
José G. Clavel y Maite Dı́az
Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
1.5. Tipos de probabilidad
a) probabilidad a priori o clásica
b) probabilidad a posteriori o frequentista
c) probabilidad axiomática
axiomas
propiedades derivadas de los axiomas
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Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
Andrey Kolmogorov (1903-1987)
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Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Regla de la suma: P(A
S
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
B) = P(A) + P(B) − P(A
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Tema 1: Probabilidad
T
B)
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
P(A
S
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
B) = P(A) + P(B) − P(A
José G. Clavel y Maite Dı́az
T
B)
Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
A
S
B =A+A
T
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
B
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1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
Ejemplo 1
SeanTA y B dos sucesos tales que B ⊂ A. Si P(A) = 0,4 y
P(A B) = 0,1, calcule P(B)
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Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
Ejemplo 2
Una cadena de hamburgueserı́as observó que el 75 % de todos los
clientes consumen mostaza, el 80 % consume ketchup y el 65 %
consume los dos. ¿Cuál es la probabilidad de que un cliente
consuma al menos uno de los dos?
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1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
Ejemplo 3
El 1 de febrero de 2003, el transbordador Columbia explotó. Éste
fue el segundo desastre en 113 misiones. A partir de esta
información, ¿cuál es la probabilidad de que una futura misión
concluya con éxito?
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1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
Ejemplo 4
Suppose Max is attending the convention for People Born in
January. Max and seven others there get stuck in an elevator and,
to pass the time until help arrives, Max tries to calculate the
probability that all eight trapped people have different birthdays.
What answer should Max get? What is the probability that at least
two have the same birthday? (Assume all birthdays are in January)
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1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
Ejemplo 5
La probabilidad de que Navarro meta un triple es del 80 %. En el
primer cuarto del partido ha tirado cuatro triples.
¿Cuál es la probabilidad de que convierta los cuatro?
¿Y de que falle los cuatro?
¿Y de que acierte sólo uno?
¿Y de que acierte al menos uno?
José G. Clavel y Maite Dı́az
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1.1. Introducción
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1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
Combinatoria
Combinaciones: agrupaciones de cuatro en una clase de 30
alumnos
Variaciones: reparto de tres medallas en una carrera de 8
calles
Permutaciones: disposición de cuatro comensales en una
mesa con 4 sillas
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1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Axiomas de Kolmogorov, 1933
Regla de la suma
Ejemplos
Ejemplo ¿aclaratorio?
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Tema 1: Probabilidad
1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
1.6. Probabilidad condicional e independencia
Definición: Sean Ai y Bj dos sucesos. La probabilidad
condicional del suceso Ai , dado el suceso Bj , denominada
P(Ai /Bj ) se define como:
P(Ai /Bj ) =
P(Ai ∩ Bj )
P(Bj )
siempre que P(B) > 0
Regla del producto: Sean Ai y Bj dos sucesos. La probabilidad de
su intersección es:
P(Ai ∩ Bj ) = P(Ai /Bj )P(Bj )
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1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Independencia estadı́stica
Los sucesos Ai y Bj son independientes estadı́sticamente si y sólo
si la probabilidad conjunta es igual al producto de las
probabilidades marginales. Es decir:
P(Ai ∩ Bj ) = P(Ai )P(Bj )
Sean A y B dos atributos, cada uno de los cuales dividimos en
categorı́as que dan lugar a sucesos mutuamente excluyentes y
colectivamente exhaustivos que denominamos, respectivamente,
A1 , A2 , . . . , AI , y B1 , B2 , . . . , BJ . Si todo suceso Ai es
independiente de todo suceso Bj , se dice que los atributos A y B
son independientes
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1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Ejemplo
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
Enunciado: Sean B1 , B2 , ...Bj una colección de sucesos
mutuamente excluyentes y colectivamente exhaustivos, y sea
A otro suceso cualquiera, entonces
X
P(A) =
P(A/Bj )P(Bj )
j
suponiendo que P(Bj ) > 0
Ejemplo:
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1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Ejemplo
Ejemplo de Teorema de la Probabilidad Total
Un famoso analista de bolsa, antiguo miembro de ASUFI, examina
la cotización de las acciones de un gran número de compañı́as.
Encuentra que el 25 % experimentó un crecimiento superior a la
media, el 25 % inferior y el 50 % restante se mantuvieron alrededor
de la media. Para la próxima campaña, califica el 40 % de los
valores que crecieron por encima de la media como valores
recomendados, al igual que un 20 % de los que crecieron alrededor
de la media y un 10 % de los que tuvieron un crecimiento inferior.
1
¿Cuál es la probabilidad de que un valor sea recomendado?
José G. Clavel y Maite Dı́az
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1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Teorema de Bayes, 1763
Ejemplo
Algunos Ejercicios del Tema 1
1.8. Teorema de Bayes
Enunciado: Sean Ai y Bj dos sucesos. Entonces:
P(Bj /Ai ) =
P(Ai /Bj )P(Bj )
P(Ai )
Teorema de Bayes (II): Sean B1 , B2 , . . . , BJ , J sucesos
colectivamente exhaustivos, y sea Ai otro suceso cualquiera.
Entonces:
P(Ai /Bj )P(Bj )
=
P(Ai )
P(Ai /Bj )P(Bj )
=
P(Ai /B1 )P(B1 ) + . . . + P(A/BJ )P(BJ )
P(Bj /Ai ) =
Ejemplo:
José G. Clavel y Maite Dı́az
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1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Teorema de Bayes, 1763
Ejemplo
Algunos Ejercicios del Tema 1
Thomas Bayes (1701?-1761)
José G. Clavel y Maite Dı́az
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1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Teorema de Bayes, 1763
Ejemplo
Algunos Ejercicios del Tema 1
Ejemplo de Teorema de Bayes
Un famoso analista de bolsa, antiguo miembro de ASUFI, examina
la cotización de las acciones de un gran número de compañı́as.
Encuentra que el 25 % experimentó un crecimiento superior a la
media, el 25 % inferior y el 50 % restante se mantuvieron alrededor
de la media. Para la próxima campaña, califica el 40 % de los
valores que crecieron por encima de la media como valores
recomendados, al igual que un 20 % de los que crecieron alrededor
de la media y un 10 % de los que tuvieron un crecimiento inferior.
1
¿Cuál es la probabilidad de que un valor sea recomendado?
2
¿Cuál es la probabilidad de que un valor clasificado como
recomendado por el analista haya crecido por encima de la
media del mercado?
José G. Clavel y Maite Dı́az
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1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Teorema de Bayes, 1763
Ejemplo
Algunos Ejercicios del Tema 1
Ejercicio 1.1.
Se supone que la probabilidad de que un alumno de una clase sea
mal estudiante es 1/5, y que los estudiantes buenos saben la
lección el 80 % de las veces que son preguntados, mientras que los
malos sólo la saben el 30 %. Se ha preguntado a un alumno y no ha
sabido la lección, hallar la probabilidad de que sea mal estudiante.
José G. Clavel y Maite Dı́az
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1.1. Introducción
1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Teorema de Bayes, 1763
Ejemplo
Algunos Ejercicios del Tema 1
Ejercicio 1.2.
Anderson and Company purchase electric motors from two
suppliers. Sixty percent are purchased from Hall Electric and the
rest from Harmon Products. The quality level at Hall Electronic is
a better than for Harmon Products. Five percent of the motors
purchased from Hall Electronics need additional work, whereas on
eight percent from Harmon Products need additional work. An
electric motor was selected at random and found to be defective.
What is the probability it was purchased from Harmon Products?
José G. Clavel y Maite Dı́az
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1.2. Dos conceptos
1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Teorema de Bayes, 1763
Ejemplo
Algunos Ejercicios del Tema 1
Ejercicio 1.3.
Un sofisticado sistema de sensores permite distinguir la presencia
de intrusos en un gran parque temático. El sistema está diseñado
de manera que detecta un intruso con una probabilidad del 90 %.
Sin embargo, los diseñadores suponen que esta probabilidad
variará con las condiciones ambientales. Para obtener más
información, contratan a un especialista que se introduce en el
parque intentando no ser detectado. Los resultados indican que, de
las veces en que el intruso fue detectado, en el 75 % de los casos el
tiempo era un dı́a claro, el 20 % era nuboso, y el 5 % llovı́a. En
otras ocasiones, el sistema no fue capaz de detectar al intruso: un
60 % de esos dı́as fueron dı́as claros, un 30 % nubosos y un 10 %
llovı́a. ¿Cuál es la probabilidad de detectar un intruso en un dı́a de
lluvia?
José G. Clavel y Maite Dı́az
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1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Teorema de Bayes, 1763
Ejemplo
Algunos Ejercicios del Tema 1
Ejercicio 1.4.
Garrigues hace planes para contratar este año a 5 analistas
financieros. Hay un grupo de 12 candidatos aprobados, y Octavio,
el socio encargado de esa tarea, decide elegir al azar quiénes va a
contratar. De los solicitantes aprobados, 8 son hombres y 4
mujeres. ¿Cuál es la probabilidad de que 3 de los 5 contratados
sean hombres?
José G. Clavel y Maite Dı́az
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1.3. Teorı́a de Conjuntos
1.4. Definición de probabilidad
1.5. Tipos de probabilidad
1.6. Probabilidad condicional e independencia
1.7. Teorema de la Probabilidad Total
1.8. Teorema de Bayes
Teorema de Bayes, 1763
Ejemplo
Algunos Ejercicios del Tema 1
Ejercicio 1.5.
For a particular group of taxpayers, 25 percent of the returns are
audited. Six taxpayers are randomly selected from the group.
1
What is the probability two are audited?
2
What is the probability two or more are audited?
José G. Clavel y Maite Dı́az
Tema 1: Probabilidad
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